德雙臂螺旋天線段3 的外徑取決于下限頻率對(duì)應(yīng)的最低頻率，接近0. 4倍波長(zhǎng)，整個(gè)天線工作頻帶的上下限取 決于螺旋線的臂長(zhǎng)和起始半徑，所述雙臂平面等角螺旋天線段2其中一個(gè)旋臂滿足以下方 程：
[0031] r!= r 〇e(a4>)
[0032] r2= r 〇ea(4> 9〇。）；其中r丨為外旋臂線與天線基板1中心的距離，r 2為內(nèi)旋臂線與 天線基板1中心的距離，r。為初始螺旋線半徑，α為螺旋增長(zhǎng)率，Φ為旋轉(zhuǎn)角度。本實(shí)用 新型中初始螺旋線半徑r。為4mm，旋轉(zhuǎn)圈數(shù)2. 42,螺旋增長(zhǎng)率α為一般情況下取值范圍為 0. 12~1. 2。雙臂平面等角螺旋天線段2按照上述等角螺旋天線方程生成的曲線由原點(diǎn)旋 轉(zhuǎn)180度生成另外一個(gè)旋臂。天線的兩臂均印制在介質(zhì)板的正面。
[0033] 根據(jù)仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)取0. 41。在等角螺旋線的基礎(chǔ)上增加慢波結(jié)構(gòu)4,本實(shí)用新型
曲線作為一組圓心坐標(biāo)（其中X為坐標(biāo)X軸，y為坐標(biāo)y軸，r。為 初始螺旋線半徑，α為螺旋增長(zhǎng)率，Φ為旋轉(zhuǎn)角度），半徑不等，間距由外到內(nèi)逐漸減小。通 過(guò)調(diào)整位置不同的半圓的面積和直徑，以優(yōu)化高頻阻抗匹配的慢波結(jié)構(gòu)4。（也可采用以 平面等角螺旋天線段為起始端，以二項(xiàng)式函數(shù)為終端矢徑函數(shù)或正弦曲折臂疊加的方式作 為慢波結(jié)構(gòu)），經(jīng)仿真計(jì)算采用一組半徑和間距小于3_的半圓，得到優(yōu)化半圓的面積和間 距，匹配天線在I. 710GHz-10GHz的阻抗特性。不借助平行漸變雙線巴倫結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在高頻通 帶 VSWR < 2〇
[0034] 同時(shí)在雙臂平面等角螺旋天線段2截?cái)嗖糠痔砑影⒒椎码p臂螺旋天線段3,以 改善等角螺旋天線末端的電流效應(yīng)，有利于低頻698MHz-960MHz頻段的阻抗特性的匹配。 通過(guò)計(jì)算設(shè)定阿基米德雙臂螺旋天線段3的線寬和間距為0. 94_。為進(jìn)一步縮小天線的 尺寸，在阿基米德雙臂螺旋天線段3上增加兩個(gè)0402封裝的貼片電容5,兩個(gè)電容焊盤位 置以中心旋轉(zhuǎn)180度的跨接在阿基米德雙臂螺旋天線段3的兩臂之間。電容值為4pf。實(shí) 現(xiàn)低頻698MHz-960MHz通帶范圍的VSWR < 2. 5。本實(shí)用新型尺寸直徑為120_，與工作在 0. 7~4G Hz工作頻段的平面等角螺旋天線（直徑約214mm)天線口徑面積縮小71. 3%;對(duì) 于工作同樣頻段的平面阿基米德螺旋天線（直徑約171_)，口徑面積縮小50%。
[0035] 本實(shí)用新型天線的電壓駐波比隨頻率變化曲線（頻率范圍0. 6GHz-l. 6GHz)和電 壓駐波比隨頻率變化曲線（頻率范圍I. 6GHz-10GHz)參照?qǐng)D3、圖4所示。
[0036] 本實(shí)用新型天線饋電采用同軸線饋電方式。所述同軸射頻電纜的外皮和內(nèi)芯分別 焊接在雙臂平面等角螺旋天線段2的兩臂的饋電部6上（即靠近天線基板1中心的兩個(gè)旋 臂的始端）。不再使用巴倫匹配天線的方式，減小了漸變巴倫雙線結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難度，有效地 降低了對(duì)于天線的物理剖面高度，簡(jiǎn)化了該天線的安裝工藝的復(fù)雜度，同時(shí)有效地控制該 產(chǎn)品的材料成本，有利于產(chǎn)品化推廣。
[0037] 以上所述，只是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施 方式，只要其以相同的手段達(dá)到本實(shí)用新型的技術(shù)效果，都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于緊縮場(chǎng)測(cè)試的圓極化發(fā)射/接收天線，包括天線基板和印刷于天線基板上 的輻射體，其特征在于：所述輻射體包括采用自互補(bǔ)結(jié)構(gòu)的雙臂平面等角螺旋天線段和阿 基米德雙臂螺旋天線段，所述天線基板上由中心向外環(huán)方向依次螺旋分布雙臂平面等角螺 旋天線段和阿基米德雙臂螺旋天線段，雙臂平面等角螺旋天線段的兩個(gè)末端與阿基米德雙 臂螺旋天線段的兩個(gè)首端一一對(duì)應(yīng)連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于緊縮場(chǎng)測(cè)試的圓極化發(fā)射/接收天線，其特征在于： 所述雙臂平面等角螺旋天線段其中一個(gè)旋臂滿足以下方程： (a 4>) ri=r〇e r2=r(]ea(4> 9°° \其中ri為外旋臂線與天線基板中心的距離，r2為內(nèi)旋臂線與天線基板中 心的距離，r。為初始螺旋線半徑，a為螺旋增長(zhǎng)率，f為旋轉(zhuǎn)角度，雙臂平面等角螺旋天線 段的另一個(gè)旋臂按照上述等角螺旋天線方程生成的曲線由原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180度生成。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于緊縮場(chǎng)測(cè)試的圓極化發(fā)射/接收天線，其特征 在于：所述雙臂平面等角螺旋天線段的邊界上設(shè)置有慢波結(jié)構(gòu)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于緊縮場(chǎng)測(cè)試的圓極化發(fā)射/接收天線，其特征在于： 所述慢波結(jié)構(gòu)為以曲線作為一組圓心坐標(biāo)，半徑不等，間距由外到內(nèi)逐 漸減小，通過(guò)調(diào)整位置不同的半圓的面積和直徑，以優(yōu)化高頻阻抗匹配的慢波結(jié)構(gòu)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于緊縮場(chǎng)測(cè)試的圓極化發(fā)射/接收天線，其特征在于： 所述慢波結(jié)構(gòu)為一組半徑和間距小于3mm的半圓。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于緊縮場(chǎng)測(cè)試的圓極化發(fā)射/接收天線，其特征在于： 所述螺旋增長(zhǎng)率a的取值范圍為0. 12-1. 2,匹配天線在1. 710GHz_10GHz的阻抗特性。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于緊縮場(chǎng)測(cè)試的圓極化發(fā)射/接收天線，其特征在于： 所述天線基板為介電常數(shù)為4. 4、厚度為2mm的單面環(huán)氧板。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于緊縮場(chǎng)測(cè)試的圓極化發(fā)射/接收天線，其特征在于： 所述阿基米德雙臂螺旋天線段的線寬和間距為〇. 94_。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于緊縮場(chǎng)測(cè)試的圓極化發(fā)射/接收天線，其特征在于： 所述阿基米德雙臂螺旋天線段的兩個(gè)旋臂上各設(shè)置有一個(gè)貼片電容，所述貼片電容的焊盤 位置以天線基板中心旋轉(zhuǎn)180度的跨接在兩臂之間。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于緊縮場(chǎng)測(cè)試的圓極化發(fā)射/接收天線，其特征在 于：還包括用于進(jìn)行饋電的同軸射頻電纜，所述同軸射頻電纜的外皮和內(nèi)芯分別焊接在雙 臂平面等角螺旋天線段的兩臂上。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于緊縮場(chǎng)測(cè)試的圓極化發(fā)射/接收天線，通過(guò)利用等角螺旋線增加阿基米德螺旋線構(gòu)成復(fù)合螺旋天線實(shí)現(xiàn)天線小型化，兩種螺旋線均以天線圓心為中心。在天線表面上加載電容，改善低頻的VSWR特性，同時(shí)在雙臂等角螺旋線增加慢波結(jié)構(gòu)，改善高頻的阻抗特性，進(jìn)一步縮小圓極化天線口徑面積，比常規(guī)阿基米德螺旋天線口徑面積縮小50%。為降低天線剖面，避免工藝的復(fù)雜和降低成本，本實(shí)用新型饋電不使用平行雙線巴倫，通過(guò)同軸線饋電滿足寬帶工作特性。
【IPC分類】H01Q5/20, H01Q5/307, H01Q1/50, H01Q1/38
【公開(kāi)號(hào)】CN204809398
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520572268
【發(fā)明人】王莉娜, 朱寒生, 曾秋云
【申請(qǐng)人】深圳市維力谷無(wú)線技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年7月31日